柔性索网屋面荷载置换施工技术

国家速滑馆作为世界首个“双奥之城”的标志性建筑,采用了世界最大跨度正交双向单层马鞍形屋顶：屋盖采用柔性索网体系,屋面材料采用金属。为了解决这种新型屋盖中索网和屋面的变形协调问题,提出了一种适用的柔性索网屋面荷载置换施工技术。施工时先对索网结构进行张拉,完成后在索网上吊挂IBC水箱,以提前将屋面荷载施加在索网结构上,然后在有初始荷载作用的条件下安装屋面,从而为新型屋面的高精度安装创造条件。在屋面安装过程中,将逐步有序地卸载预挂的IBC水箱,从而实现屋面荷载的置换。结果表明,本施工方案既能满足设计对屋面荷载的施加要求,又能实现经济环保的目标,可为同类工程的施工提供参考。     

国家速滑馆双曲马鞍形金属屋面施工技术

为完成国家速滑馆双曲马鞍形金属屋面施工,顺利安装复杂不规则金属单元板块,将屋面分区域施工.优先施工索网区域.采用BIM技术指导屋面不规则金属单元板块加工、小吨位吊车穿索网吊装、直立锁边屋面现场三维拼装等,完成了大跨度马鞍形索结构单元式屋面板安装施工,保证了柔性屋面体系适应索网结构竖向位移变化,为索网结构等柔性金属屋面结...     

金成大厦采光顶幕墙工程设计及施工

金成大厦屋面采光顶幕墙设计采用双向单层柔性索网结构,利用双向钢索预张应力承受外荷载作用。分析研究了双向单层柔性索网结构体系的作用机理、荷载工况组合及结构构件计算等问题,尤其对高层建筑顶部的结构构件在风吸力作用下的应力状态提出了荷载工况组合的方法。有限元分析的应力及变形结果为钢索预张拉力及施工位移控制提供了依据,并在实际的施工操作中得到了验证。     

国家速滑馆适应索网变形的柔性屋面构造体系研究

国家速滑馆采用马鞍形双曲屋面造型,选用单层双向正交索网作为主体屋面的结构支撑体系。索网是典型的柔性结构,其上的屋面构造的柔性变形能力是研究的重点。依据研究成果,设计首先采用由若干个相互独立的单元板块平铺支撑在索网上,形成柔性屋面结构基层,其次采用高分子卷材及隐形变形缝构造形成柔性防水面层,从而研发一种能适应索网变形的柔性屋面构造。     

国家速滑馆大跨度双曲屋面虹吸式雨水排水系统施工技术

国家速滑馆项目屋面采用单层双向正交马鞍形索网结构作为屋面支撑体系,其屋面结构虹吸式雨水排水系统施工困难。对虹吸式雨水排水系统设计进行深化,确认雨水排水系统路径,对索网变形进行分析,选择金属波纹管作为补偿设施。介绍了钢索结构水平悬吊管道固定形式,经验算支吊架满足受力要求。     

温度变化对正交索网结构非线性振动的影响

正交索网结构作为屋盖支承体系有着广泛的应用,属于一种柔性结构,对外荷载的作用比较敏感.非线性自振特性的研究对于正交索网结构在风荷载作用下的响应分析具有重要意义.本文考虑温度变化及几何非线性影响,采用连续化理论导出了正交索网结构非线性振动方程.通过Galerkin原理,将偏微分方程转化为常微分方程,并采用改进的L-P法对常微分方程进行了求解.结合算例讨论分析了温度变化、振幅等因素对正交索网结构非线性振动的影响.算例表明,正交索网结构固有频率随着温度的升高而减小,自振频率密集,具有较强的非线性,其自振频率随着振幅发生变化,其非线性振动呈现"硬弹簧"特性,正交索网结构的非线性自振频率高于线性频率.     

金属屋面系统漏水原因分析及解决方案

目前很多金属屋面存在漏水现象,是由于前些年金属屋面设计仅靠屋面钢板本身结构刚性防水,中间没有设计柔性的高分子防水层,金属屋面在细部节点处理很难做到完全密封,造成渗漏而给生产生活带来影响。本文分析了金属屋面渗漏的原因,介绍了采用EPDM系统修补的解决方案。     

苏州奥体中心体育场钢屋盖结构设计

苏州奥体中心体育场钢屋盖结构为马鞍形轮辐式单层索网结构,跨度260m。对双层索网和单层索网进行了选型对比,对索网进行了找形分析。为了考虑柔性屋面结构与风荷载之间的耦合作用,进行了气弹性模型风洞试验研究。柱脚销轴和铸钢采用了高强材料,减小了构件尺寸,达到美观效果。对部分V形柱边界条件进行释放,弱化了结构刚度,减小了基础沉降差异对钢屋盖结构受力的影响。对结构进行了考虑几何非线性和材料非线性的整体稳定分析。进行了柱脚节点的创新设计,并对其完成了有限元分析和节点试验。进行了柔性屋面大变形对附属结构影响研究,设置了钢屋盖健康监测系统。上述计算分析、试验和监测系统保证了结构的受力安全,可供类似工程设计提供参考。     

国家速滑馆柔性索网结构下方除湿风管安装技术

介绍了冬奥会标志性新建场馆国家速滑馆柔性索网结构下方除湿风管安装技术.该风管布置在目前世界最大跨度(198m×124m)最大单层双向正交马鞍形索网结构上,索网为不稳定承重结构,对风管的柔性连接、安装和固定带来挑战.通过严格控制支吊架选型、创新风管根部固定做法、自行研制风管吊装机具,合理设置风管荷载以及综合采用弹簧减振器...     

预应力索网与格构式支撑组合柔性旋转平台施工

为保证屋面穹顶施工与室内装修的同时进行,以及克服椭圆弧形穹顶施工玻璃拼装的4点不共面问题,采用预应力索网与格构式支撑组合柔性旋转平台施工技术,并且施工全过程采用BIM6D技术对现场实施指导,有效控制了钢结构深化设计、预拼装、焊接,以及异型玻璃的防自爆施工技术。     

国家速滑馆装配单元式屋面施工技术

国家速滑馆采用了柔性索网屋盖体系，整体呈马鞍–椭圆形，造型优美。该新型屋盖跨度大、受力复杂，对屋面的安装精度要求高，传统的屋面施工方式很难满足高精度施工以及索网与屋面的变形协调。为此，提出采用单元式屋面板，结合BIM技术和三维激光扫描技术进行建模、复测和下料，并在工厂预制后在现场进行快速装配。基于三维激光扫描对屋面施工效果进行评价，结果表明，本方案有效解决了索网与屋面板内力和变形相互影响问题，施工精度和效率高，为速滑馆的高效竣工奠定了基础，也能为同类工程的屋面施工提供参考。     

武汉天河国际机场T3航站楼钢屋盖结构设计

武汉天河国际机场T3航站楼属于特大型枢纽航空港,屋面为自由双曲面,总投影面积约23.7万m^2,檐口悬挑最大39m,采用两向正交正放空间网格钢结构体系,屋面外围护系统采用直立锁边金属屋面系统,外墙围护系统为玻璃索网幕墙。介绍了T3航站楼屋盖结构分区、结构体系、结构计算设计、节点分析及试验研究等。针对本工程复杂的屋盖曲面建模,自主开发了建模软件,大幅提高了结构建模精度及效率;为了解决普通相贯节点强度不足的问题,采用了自主创新的带暗节点板的相贯节点和铸钢节点,并进行有限元分析和节点试验验证其安全性;创新设计的檩条连接节点,有效地减小了温度作用对钢屋盖的影响及屋面施工标高误差;钢结构健康监测系统的合理设计,确保了钢结构的施工质量和其在投入使用中的安全性及耐久性。     

柔性防水卷材在屋顶施工中的应用

我国北方地区冬季气温低,不宜采用刚性屋面,一般采用柔性卷材防水屋面。柔性卷材防水屋面自重轻,适应性好,施工技术要求高,但质量控制不当易出现渗漏水。从柔性卷材防水屋面的施工技术与质量控制进行全面阐述,对施工一线具有一定的参考作用。     

FAST反射面支承结构整体索网方案研究

采用整体索网作为大射电望远镜(FAST)反射面的支承结构,通过对四边形、凯威特型和短程线型三种整体索网方案的研究、对比,认为短程线型网格是一种合理的较优方案;分别对提出的刚性、半刚性和柔性三种子结构方案进行分析研究,论证该刚性方案的可行性,初步论证半刚性方案的可行性,同时对柔性方案提出改进建议。     

国家速滑馆大跨度马鞍形索网结构关键施工技术

国家速滑馆屋盖为大跨度马鞍形单层双向正交索网结构,支撑于周圈钢环桁架上,并在环桁架外侧设置幕墙拉索。针对国家速滑馆屋盖跨度大、拉索数量多、规格和内力大、承重索和稳定索采用双索等技术难题,从安装方法选择、施工仿真分析、容差配合设计与施工、提升和张拉技术和施工监测等方面进行研究,总结出国家速滑馆屋面索网结构施工成套关键技术,为工程的顺利施工奠定基础。     

2022世界杯主场馆鱼尾式索网屋面结构形态分析

基于2022年卡塔尔世界杯主场馆卢赛尔体育场项目,介绍其主体结构的构成和外部尺寸,重点分析屋面结构、主体钢结构的组成和整体受力原理。确定体育场屋面索网的总体构成和主要几何参数,研究屋面主索网结构、次索网结构中各构件的作用和相互关系。对索网结构的零状态、初始态以及荷载态进行定义,总结形态分析的目的、意义和难点。利用ANSYS和3D3S进行膜结构安装前后的形态分析,分析膜安装前后的整体结构位移、主索竖向位移、主体钢结构的径向与环向位移,并计算和比较屋面索网各主要构件的内力。研究表明,鱼尾式索网屋面安全可靠、造型轻盈、受力性能优异,是大型体育场馆屋面结构的理想选择;在形态分析方面,以膜安装前后进行初始态分析可为之后的荷载态分析奠定良好基础。     

采光天顶支承结构设计与施工一体化时变分析模型

提出了一种设计与施工一体化时变分析模型,即把结构施工过程与结构成型后的荷栽效应分析融在一个时变结构有限元分析模型中,使其自动考虑施工过程的预应力张拉、加载顺序及其他因素的影响;结合北京某建筑玻璃采光天顶的张弦梁-单层索网杂交支承结构体系,基于结构设计与施工一体化时变分析模型,对屋面找平及考虑预应力张拉顺序的结构荷载效应进行了研究.结果表明:采用该模型进行屋面的找平分析、结构的荷载效应分析,可使结构设计更加合理、可靠.     

卷材屋面防水问题探讨

屋面工程是房屋建筑的一项重要工程，其施工质量的好坏，不仅直接关系到屋面的使用寿命，而且直接影响到生产活动和人民生活。因此，提高屋面防水的质量和施工速度，适应日益发展的新型建筑结构的要求，是需要我们在工程实践中不断探讨和创新的。1屋面防水工程概况就我国目前所用防水材料来分，大致可分为柔性防水屋面和刚性防水屋面两种。近年来，尽管出现了许多新型的屋面防水材料，但由于施工造价施工技术的限制等原因，大多数民用建筑仍采用传统的柔性卷材防水屋面。刚性防水屋面则大多用于工业建筑，如大型屋面板构件自防水屋面。2卷材…     

苏州奥体中心游泳馆钢屋盖结构设计

苏州奥体中心游泳馆采用了107m大跨度马鞍形单层索网结构。计算考虑了风摩擦力的影响;对结构进行了考虑几何非线性和材料非线性的整体稳定分析;进行了无应力无涂装拉索、有应力无涂装拉索、有应力有涂装拉索的腐蚀试验;完成了柔性屋面大变形对附属结构影响研究;进行了屋面系统大变形试验;设置了钢屋盖健康监测系统。计算和试验结果表明结构各项指标能满足规范要求,健康监测系统显示结构施工和使用期间,实测应力变形与计算值贴合良好。     

中国石油大厦单层平面索网结构施工力学分析

中国石油大厦工程的东、西立面中庭索网幕墙用ANSYS有限元分析法分析单层索网的结构力学特征,并用倒拆法进行索网结构的终态考虑和施工过程模拟计算。文章对该复杂柔性支承结构体的设计及施工过程进行详细介绍,包括在考虑预应力、几何非线性及边界条件的影响下,对荷载工况、承载能力、变形能力及施工张拉过程的模拟计算等。